科学家公布未来人类的模拟图，科学家推测人类的最终形态

来源:DeepTech深度科技

近日，美国德克萨斯大学西南医学中心吴军教授及其团队利用特殊的培养条件，在体外演示了模拟人类早期胚胎发育的可能性，从而揭示了胚胎自组织潜能的奇妙过程。

具体来说，他们成功地将“扩增的潜在干细胞”转化为上皮样细胞和上皮样细胞。

(来源:Cell)随后，这些细胞通过自组织逐渐进化成与真实胚胎相似的结构，包括双层胚胎期、三层胚胎期和早期器官生成期。所用实验方法简单高效，能清晰显示外胚层、外胚层、神经外胚层等结构。

(来源:Cell)毫无疑问，通过再造人类胚胎发育早期的结构，可以为理解人类胚胎发育的机制提供新的视角。

同时也解决了之前的问题:之前模拟人类早期胚胎发育非常困难，相关研究受到技术和伦理的限制。此次通过模拟验证类胚胎模型与真实胚胎的相似性，成功突破了以往的局限，为深入了解胚胎发育提供了新的突破口，为医学研究和临床应用提供了重要参考。

研究人员还表示:“这项研究的成功将吸引更多的研究人员投入到人类胚胎建模领域。在这个过程中，跨学科协作将发挥不可估量的作用。”

(来源:细胞)

图|论文1刘立忠(来源:课题组主页)课题组表示:“其实在开始这项研究之前，我们就很清楚这一领域的激烈竞争，这让我们对是否加入这项科研竞赛产生了怀疑。”

然而，在一次机缘巧合中，团队成员幸运地发现了“人类拓展潜能细胞”的自组织能力。这让他们找到了探索的起点，看到了一个全新的研究方向，才有了这个成果。

图|吴军(来源:资料图)另外，这一成果的完成也与课题组多年的积累有关。作为团队负责人，吴军早年毕业于山东大学医学院，后获得美国田纳西大学诺克斯维尔分校生命科学博士学位。博士期间主要研究中心体的周期调控。

后来来到南加州大学进行博士后培养，期间主要研究干细胞生物学和基因组编辑。2018年，吴军加入德克萨斯大学西南医学中心，担任教授。

在这篇细胞论文发表之前，他和他的团队还生成了一种来源于PSC的种间嵌合体，并开发了一种高效通用的种间囊胚互补系统，用于异种供体PSC的靶向器官富集。

在这篇论文的基础上，他们将继续开展以下四个方面的研究:

首先，研究小组将继续优化模型。在开发扩增潜能干细胞的自组织类胚胎结构的基础上，借助优化模型，将更好地模拟人类早期胚胎发育的器官生成阶段。通过调整包括培养液的营养成分和氧浓度在内的培养条件，有望进一步提高模型的稳定性和可重复性，模拟后期的胚胎发育和器官生成。

其次，研究小组将进一步研究其机理。在建立一个完美的模型后，他们可能会进一步探索胚胎发育的分子和细胞机制。通过对模型中不同发育阶段细胞的单细胞RNA测序、蛋白质表达分析和代谢分析，可以了解不同细胞类型的转录组特征和信号通路，进而揭示早期胚胎发育的调控网络。

第三，研究小组将着手疾病建模和药物筛选。基于这个模型，可以建立一个新的疾病模型来模拟人类胚胎发育过程中可能出现的异常。通过比较正常模型和疾病模型的差异，可以深入研究疾病的发生机制，进而进行药物筛选，寻找潜在的治疗方法。

最后，研究小组将重点研究遗传和表观遗传学。遗传和表观遗传因素在胚胎发育中都起着重要的作用。因此，他们将进一步研究这些因子在胚胎模型中的表达和调控，以探索它们对发育过程的影响。

除了实施新的研究计划，该团队还将加强对伦理的讨论。近年来，类似的研究引发了对伦理问题的讨论。胚胎建模的成功也使学者和政策制定者面临如何平衡科学研究和伦理原则的考虑。因此，学术界需要积极配合伦理专家和社会各界进行深入的伦理讨论，以确保研究过程的合法性和道德性。“此外，还需要及时准确地向公众进行必要的科普，消除对这一新兴研究领域不必要的误解。”研究小组说。

参考资料:

1.刘，乌拉，s，，z，汉密尔顿，J. N，斯科里，R. M，李，...& amp吴，J. (2023)。用干细胞衍生的围胃泌素样细胞模拟人类发育到早期器官发生的植入后阶段

排版:Doakes